AM, Nanjing University: En flexibel högspänningskraftgenereringsenhet baserad på asymmetrisk fotovoltaisk kaskad

Interkonverteringen mellan ljus och elektricitet är kärnan i optoelektroniska och fotoniska tillämpningar. Maximering av fotoelektrisk omvandling är ett långsiktigt mål och kan uppnås genom att tillverka enheter med specifika strukturer. I detta ramverk är det extremt viktigt att samla in optisk strålning i ett specifikt område och omvandla det till ett funktionellt dielektrikum med hög elektrisk potential för att driva ett svar på ett rent elektriskt fält.

Lei Zhang et al. vid Nanjing University har designat en nanotillverkningsteknik med dubbel självinställning och tillämpat den på konstruktionen av zebraliknande asymmetriska heteroövergångsmatriser.

Författarna förberedde en ny asymmetrisk, periodisk och orienterad nanokomposit bestående av guld- och aluminiumremsor. Denna bimetalliska nanostruktur tillåter organisering av pn-heteroövergångar på ett kontrollerat sätt i inriktningsriktningen. Upplysta 5 x 4 mm2 arrayer av små rektangulära remsor kan generera höga spänningar på över 100 V på flexibla substrat. Potentialen som genereras per längdenhet är upp till 350 V-cm-1. Författarna visar för första gången att så höga spänningar kan genereras av ett självdrivet kompakt system-på-ett-chip.

Författarnas resultat underlättar omvandlingen mellan ljus och elektricitet och når den punkt där prestandan hos piezoelektriska och elektrooptiska material i självdrivna smarta instrument kan regleras genom att tillhandahålla ett tillräckligt stort elektrostatiskt fält.